Ang paggamit ng mga permanenteng magnet sa electrical engineering at enerhiya

Ngayon, ang mga permanenteng magnet ay nakakahanap ng mga kapaki-pakinabang na aplikasyon sa maraming lugar ng buhay ng tao. Minsan hindi namin napapansin ang kanilang presensya, gayunpaman, sa halos bawat apartment sa iba't ibang mga de-koryenteng kasangkapan at sa mga mekanikal na aparato, kung titingnan mong mabuti, maaari mong makita permanenteng magnet… Electric shaver at speaker, video player at wall clock, mobile phone at microwave oven, refrigerator door, sa wakas — permanenteng magnet ay matatagpuan sa lahat ng dako.

Ginagamit ang mga ito sa mga kagamitang medikal at kagamitan sa pagsukat, sa iba't ibang mga instrumento at sa industriya ng automotive, sa mga motor ng DC, sa mga sistema ng tunog, sa mga de-koryenteng kasangkapan sa bahay at sa marami, maraming iba pang mga lugar: engineering ng radyo, mga instrumento, automation, telemekanika, atbp. . — wala sa mga lugar na ito ang kumpleto nang walang paggamit ng mga permanenteng magnet.

Ang mga partikular na solusyon gamit ang mga permanenteng magnet ay maaaring ilista nang walang katapusan, ngunit ang paksa ng artikulong ito ay isang maikling pangkalahatang-ideya ng ilang mga aplikasyon ng mga permanenteng magnet sa electrical engineering at enerhiya.

Mga de-koryenteng motor at generator

Mula noong panahon ng Oersted at Ampere, malawak na kilala na ang kasalukuyang nagdadala ng mga wire at electromagnet ay nakikipag-ugnayan sa magnetic field ng isang permanenteng magnet. Maraming mga makina at generator ang gumagana sa prinsipyong ito. Hindi mo kailangang lumayo para sa mga halimbawa. Ang fan sa power supply ng iyong computer ay may rotor at stator.

Ang isang vane impeller ay isang rotor na may mga permanenteng magnet na nakaayos sa isang bilog, at ang stator ay ang core ng isang electromagnet. Ang pag-reverse ng magnetization ng stator, ang electronic circuit ay lumilikha ng epekto ng pag-ikot ng magnetic field ng stator, pagkatapos ng magnetic field ng stator, sinusubukang maakit dito, ay sumusunod sa magnetic rotor - ang fan ay umiikot. Ang pag-ikot ng hard disk ay ginagawa sa katulad na paraan at gumagana sa katulad na paraan maraming stepper motor.

Ang mga permanenteng magnet ay natagpuan din ang kanilang lugar sa mga power generator. Ang mga kasabay na generator para sa mga domestic wind turbine, halimbawa, ay isa sa mga inilapat na lugar.

Sa circumference ng stator ng generator mayroong mga generator coils, na sa panahon ng pagpapatakbo ng wind turbine ay tumawid sa pamamagitan ng alternating magnetic field ng paglipat (sa ilalim ng pagkilos ng hangin na humihip sa mga blades) permanenteng magnet ng rotor. Pagsusumite ang batas ng electromagnetic induction, ang mga wire ng generator windings na tinawid ng mga DC magnet sa consumer circuit.

Ang ganitong mga generator ay ginagamit hindi lamang sa mga wind turbine, kundi pati na rin sa ilang mga pang-industriya na modelo, kung saan ang mga permanenteng magnet ay naka-install sa rotor sa halip na ang excitation coil. Ang bentahe ng mga solusyon na may magnet ay ang posibilidad na makakuha ng generator na may mababang nominal na bilis.

Magnetoelectric na mga aparato at mekanismo

V mechanical induction metro ng kuryente ang pagsasagawa ng disk ay umiikot sa larangan ng isang permanenteng magnet. Ang kasalukuyang pagkonsumo, na dumadaan sa disc, ay nakikipag-ugnayan sa magnetic field ng permanenteng magnet at ang disc ay umiikot.

Kung mas mataas ang kasalukuyang, mas mataas ang bilis ng pag-ikot ng disk, dahil ang metalikang kuwintas ay nilikha ng puwersa ng Lorentz na kumikilos sa mga gumagalaw na sisingilin na mga particle sa loob ng disk sa gilid ng magnetic field ng isang permanenteng magnet. Sa katunayan, ito ay isang counter AC motor mababang kapangyarihan na may stator magnet.

Upang sukatin ang paggamit ng mahinang alon mga galvanometer — napakasensitibong mga kagamitan sa pagsukat. Dito, nakikipag-ugnayan ang horseshoe magnet sa isang maliit na current-carrying coil na nasuspinde sa puwang sa pagitan ng mga pole ng permanenteng magnet.

Ang pagpapalihis ng coil sa panahon ng pagsukat ay dahil sa torque na nabuo ng magnetic induction na nangyayari kapag ang kasalukuyang dumadaloy sa coil. Sa ganitong paraan, ang pagpapalihis ng coil ay lumalabas na proporsyonal sa halaga ng nagresultang magnetic induction sa puwang at, nang naaayon, sa kasalukuyang nasa konduktor ng coil. Para sa maliliit na paglihis, ang sukat ng galvanometer ay linear.

Permanenteng magnet sa mga electrical appliances sa bahay

Tiyak na mayroong microwave oven sa iyong kusina. At mayroong kasing dami ng dalawang permanenteng magnet sa loob nito. Upang makabuo mga electromagnetic wave Ang hanay ng microwave ay naka-install sa microwave magnetron… Sa loob ng magnetron, ang mga electron ay gumagalaw sa isang vacuum mula sa cathode patungo sa anode, at sa proseso ng kanilang paggalaw, ang kanilang tilapon ay dapat na baluktot upang ang mga anode resonator ay masigla nang malakas.

Upang yumuko ang electron trajectory, ang mga permanenteng magnet ng singsing ay inilalagay sa itaas at ibaba ng silid ng vacuum ng magnetron. Ang magnetic field ng mga permanenteng magnet ay yumuko sa mga trajectory ng mga electron upang makagawa ng isang malakas na vortex ng mga electron, na nagpapasigla sa mga resonator, na kung saan ay bumubuo ng microwave electromagnetic waves upang init ang pagkain.

Upang ang hard disk head ay tumpak na nakaposisyon, ang mga paggalaw nito sa proseso ng pagsulat at pagbabasa ng impormasyon ay dapat na napaka tumpak na kontrolado at kontrolado. Muli, isang permanenteng magnet ang sumagip. Sa loob ng hard drive, sa magnetic field ng isang nakatigil na permanenteng magnet, isang kasalukuyang-dalang coil na konektado sa ulo ay gumagalaw.

Kapag ang isang kasalukuyang ay inilapat sa pangunahing likid, ang magnetic field ng kasalukuyang ito, depende sa halaga nito, ay nagtataboy sa likid mula sa permanenteng magnet nang higit pa o mas kaunti, sa isang direksyon o iba pa, kaya ang ulo ay nagsisimulang gumalaw at may mataas na katumpakan . Ang paggalaw na ito ay kinokontrol ng isang microcontroller.

Magnetic bearings sa kuryente

Upang mapabuti ang kahusayan sa enerhiya, ang ilang mga bansa ay nagtatayo ng mechanical energy storage para sa mga negosyo. Ito ang mga electromechanical converter na tumatakbo sa prinsipyo ng inertial energy storage sa anyo ng kinetic energy ng umiikot na flywheel, ang tinatawag na imbakan ng kinetic energy.

Halimbawa, sa Germany ang ATZ ay nakabuo ng 20 MJ kinetic energy storage unit na may lakas na 250 kW, at ang partikular na density ng enerhiya ay humigit-kumulang 100 Wh / kg. Sa bigat ng flywheel na 100 kg habang umiikot sa bilis na 6000 rpm, ang isang cylindrical na istraktura na may diameter na 1.5 metro ay nangangailangan ng mataas na kalidad na mga bearings. Bilang isang resulta, ang mas mababang tindig ay ginawa, siyempre, batay sa mga permanenteng magnet.